2.2.6.2.1. Biến đổi vật lý
Khi kiềm hóa ca cao mảnh, các thành phần tạo cấu trúc, đặc biệt là các polysaccharide sẽ bị thủy phân. Khi đó, cấu trúc của hạt ca cao sẽ trở nên xốp hơn. Bên cạnh đó, do các phản ứng ngưng tụ của các hợp chất phenol, màu sắc của ca cao sẽ trở nên sậm hơn. Trong trường hợp kiềm hóa ca cao khối, độ nhớt của khối ca cao sẽ giảm do nhiệt độ tăng.
2.2.6.2.2. Biến đổi hoá lý
Bơ ca cao tiếp tục được hoá lỏng: Nhiệt độ nóng chảy của các tinh thể lipid trong ca cao cao nhất là 37℃ mà nhiệt độ của quá trình kiềm hoá là > 80℃ nên bơ ca cao sẽ tiếp tục được hoá lỏng.
Ngoài ra, do có bổ sung thêm dung dịch K2CO3 nên khối ca cao được hấp phụ nước làm tăng hàm ẩm trong ca cao.
Dưới tác dụng của nhiệt độ, nước trong khối hạt ca cao sẽ bay hơi, làm cho hàm ẩm của khối ca cao giảm xuống nhưng không đáng kể so với lượng ẩm hấp phụ vào.
2.2.6.2.3. Biến đổi hóa học
Trong quá trình kiềm hoá, sự trung hoà các acid là biến đổi quan trọng nhất. Theo đó, quá trình kiềm hoá được xem là đạt yêu cầu khi pH của ca cao đạt giá trị trung tính.
Bên cạnh phản ứng trung hoà, dưới tác dụng của hợp chất kiềm, các phản ứng thuỷ phân sẽ diễn ra như thuỷ phân lipid, thuỷ phân protein, thuỷ phân polysaccharide. Các phản ứng này góp phần cung cấp các cấu tử tiền hương cho nguyên liệu ca cao.
Ngoài ra, dưới tác dụng của nhiệt độ và tác nhân kiềm hoá, các phản ứng ngưng tụ của các hợp chất polyphenol và phản ứng Maillard cũng diễn ra. Các sản phẩm của những phản ứng này góp phần tạo màu sắc và mùi vị đặc trưng của sản phẩm bột ca cao.